CN108490830B - 一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置及其控制方法。该装置包括主控制器、协处理器以及摄像机系统，摄像机系统用于获取待清洗车辆的图像信息，主控制器对待清洗车辆的图像信息进行处理得到摄像机系统坐标系下的三维坐标；主控制器根据摄像机系统坐标系下的三维坐标，得到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，并将待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标发送至协处理器；协处理器用于根据待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标来控制机械臂进行洗车。本发明不仅结构简单、体积小、智能化程度高、应用范围更广，而且减少了空间的占用，节省了人力和时间，降低了成本。

Description

一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置及其控制方法

技术领域

本发明属于自动控制洗车技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置及其控制方法。

背景技术

现如今洗车行业成为每个城市必不可少的行业，主要分为机器自动洗车和人工洗车，大多数的城乡洗车门店是通过用手工进行操作，工作效率很低，浪费了人力和时间。

当前市场上也出现了一些自动洗车设备，现有的自动洗车设备采用的都是大旋转布轮擦洗方式，布轮直径很大，非常笨重，智能化程度低，而且设备体积太大，需要专门场地，因此不能被一般的小型场地的洗车门店利用，普及率很低，应用范围较窄。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置，本发明结构简单、体积小、智能化程度高、应用范围更广。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：

一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置，包括主控制器、协处理器以及摄像机系统，其中，

摄像机系统，用于获取待清洗车辆的图像信息，并将待清洗车辆的图像信息发送至主控制器；

主控制器，用于对待清洗车辆的图像信息进行处理得到待清洗车辆的外围轮廓，主控制器存储此外围轮廓的二维坐标，并将此二维坐标转化为摄像机系统坐标系下的三维坐标；主控制器根据摄像机系统坐标系下的三维坐标，转化得到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，并将待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标发送至协处理器；

协处理器，其与机械臂相连接，协处理器用于根据待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标来控制机械臂进行洗车；主控制器中的世界坐标系与机械臂所处的世界坐标系相同。

优选的，所述控制装置还包括构成停车区域的长方形的停车位检测边线，所述主控制器选取长方形的停车位检测边线的一个角作为世界坐标系的原点，此世界坐标系的原点也即为机械臂所处的世界坐标系的原点；主控制器以世界坐标系原点为相交点的两条边中的一条为X轴方向，另一条为Y轴方向，垂直地面向上的为Z轴方向。

优选的，所述控制装置还包括在获取待清洗车辆的图像信息时，利用光照进行图像特征增强的控制灯，所述主控制器与控制灯之间相连接。

优选的，所述主控制器包括DSP芯片，所述DSP芯片的型号为C6747系列芯片。

本发明还提供了一种基于前述的一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置的控制方法，包括以下步骤：

S1、所述摄像机系统获取待清洗车辆的图像信息，并将待清洗车辆的图像信息发送至主控制器；

S2、所述主控制器对待清洗车辆的图像信息进行处理得到待清洗车辆的外围轮廓，主控制器存储此外围轮廓的二维坐标，并将此二维坐标转化为摄像机系统坐标系下的三维坐标；主控制器根据摄像机系统坐标系下的三维坐标，转化得到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，并将待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标发送至协处理器；

S3、所述协处理器与机械臂电连接，协处理器用于根据待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标来控制机械臂进行洗车；所述主控制器中的世界坐标系与机械臂所处的世界坐标系相同。

优选的，在步骤S2中，所述主控制器对待清洗车辆的图像信息进行预处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息的具体操作步骤包括：所述主控制器对待清洗车辆的图像信息进行高斯滤波处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息。

优选的，在步骤S2中，所述主控制器根据预处理后的待清洗车辆的图像信息，得到待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标的具体操作步骤包括：

所述主控制器对预处理后的待清洗车辆的图像信息依次进行灰度化、二值化处理，得到待清洗车辆的外围轮廓，利用CANNY边缘方法检测待清洗车辆的外围轮廓，基于OPENCV视觉函数库，利用FindContours函数实现查找面积最大的外围轮廓，并存储此面积最大的外围轮廓的二维坐标。

优选的，步骤S2中，所述主控制器将待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标转换到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，具体操作步骤包括：

所述摄像机系统包括双目摄像机，所述双目摄像机包括第一镜头和第二镜头，第一镜头和第二镜头的像平面位于同一平面，光轴严格平行，距离一定，焦距相同；第一镜头和第二镜头在同一时刻获取待清洗车辆的外围轮廓的同一个二维坐标，此同一个二维坐标即为同一特征点P，特征点P在第一镜头下的坐标为P_l＝(X_l,Y_l)，特征点P在第二镜头下的坐标为P_r＝(X_r,Y_r)，其中，Y_l＝Y_r＝Y，X_l为特征点P在第一镜头下的X轴坐标，Y_l为特征点P在第一镜头下的Y轴坐标，X_r为特征点P在第二镜头下的X轴坐标，Y_r为特征点P在第二镜头下的Y轴坐标，Y为特征点P的Y轴坐标值，得到的坐标转换公式为公式(1)：

其中，f为第一镜头和第二镜头的焦距，x_c为特征点P在双目摄像机下的X轴坐标，x_c也即摄像机系统坐标系下的X轴坐标，y_c为特征点P在双目摄像机下的Y轴坐标，y_c也即摄像机系统坐标系下的Y轴坐标，z_c为特征点P在双目摄像机下的Z轴坐标，z_c也即摄像机系统坐标系下的Z轴坐标，D为第一镜头的中心投影与第二镜头的中心投影之间的距离；

特征点P在第一镜头和第二镜头的X轴坐标之间的视差d为：d＝X_l-X_r，根据视差d得到特征点P在摄像机系统坐标系下的三维坐标为公式(2)：

根据公式(2)，得到待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标D(X_w,Y_w,Z_w,1)为公式(3)：

其中，X_w为特征点P在世界坐标系下的X轴坐标，Y_w为特征点P在世界坐标系下的Y轴坐标，Z_w为特征点P在世界坐标系下的Z轴坐标，R为旋转矩阵，N为平移矩阵，T为转置矩阵符号；

所述R由三个旋转角度确定，R＝R(α，β，γ)，α、β、γ分别是摄像机系统坐标系下的点绕摄像机坐标系x、y、z轴旋转的角度；N＝(t_x,t_y,t_z)为摄像机坐标系相对于世界坐标系的平移距离，t_x,t_y,t_z分别为摄像机系统坐标系下的点相对于摄像机坐标系原点在x、y、z轴三个方向的偏移距离。

R和N完全由摄像机系统相对于世界坐标系的位置决定，R和N也称为摄像机的外部参数，此两个外部参数在相机标定的时候确定，相机标定请参见现有技术中的标定方法，因此R和N可由现有技术中的标定方法求得。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明包括主控制器、协处理器以及摄像机系统，所述主控制器能够将待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标转换到世界坐标系下三维坐标，所述主控制器根据得到的待清洗车辆的外围轮廓的三维坐标信息，通过协处理器控制机械臂洗车，本发明不仅结构简单、体积小、智能化程度高、应用范围更广，而且减少了空间的占用，节省了人力和时间，降低了成本。

2)、所述机械臂所处的世界坐标系与主控制器中的世界坐标系相统一，由此，机械臂能够围绕着车辆的外围轮廓进行洗车，因此本发明能够精准控制洗车，大大地节约了水资源。

附图说明

图1为本发明的自动洗车的控制装置的结构原理框图；

图2为本发明的自动洗车的控制装置的整体结构示意图；

图3为本发明的自动洗车的控制装置的控制方法的流程图；

图4为本发明的摄像机系统的成像定位暨坐标转换原理图；

图5为本发明的车身外围轮廓检测效果图。

图中的附图标记含义如下：

1—停车位检测边线 10—主控制器

20—协处理器 30—摄像机系统

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置，包括主控制器10、协处理器20、摄像机系统30以及控制灯40，其中，

摄像机系统30，如图1所示，摄像机系统30处于待清洗车辆的上方，优选是处于待清洗车辆的正上方。摄像机系统30用于获取待清洗车辆的图像信息，并将待清洗车辆的图像信息发送至主控制器10；

主控制器10，用于对待清洗车辆的图像信息进行处理得到待清洗车辆的外围轮廓，主控制器10存储此外围轮廓的二维坐标，并将此二维坐标转化为摄像机系统坐标系下的三维坐标；主控制器10根据摄像机系统坐标系下的三维坐标，转化得到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，并将待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标发送至协处理器20；

协处理器20，其与机械臂相连接，协处理器20用于根据待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标来控制机械臂进行洗车；主控制器10中的世界坐标系与机械臂所处的世界坐标系相同。

如图2所示，所述控制装置还包括构成停车区域的长方形的停车位检测边线1，所述主控制器10选取长方形的停车位检测边线1的一个角作为世界坐标系的原点，此世界坐标系的原点也即为机械臂所处的世界坐标系的原点；主控制器10以世界坐标系原点为相交点的两条边中的一条为X轴方向，另一条为Y轴方向，垂直地面向上的为Z轴方向。

如图1所示，所述控制装置还包括在获取待清洗车辆的图像信息时，利用光照进行图像特征增强的控制灯40，所述主控制器10与控制灯40之间相连接。

所述控制灯40可以为LED灯，利用灯光进行车身特征增强，控制灯40发出的灯光一方面有助于提取深色颜色特征，另一方面，当车身颜色偏浅甚至和地面一样同为白色时，通过不同方向的灯光照射，可以使得车身外围轮廓与地面区分开来，得到清晰的图像像信息，有助于帮助提取车身外围轮廓特征。

具体的，所述主控制器10包括DSP芯片，所述DSP芯片的型号为C6747系列芯片。

具体的，所述协处理器20包括总线型运动控制器、伺服电机以及增量编码器。所述总线型运动控制器的型号为台达公司生产的DVP1MC11T，伺服电机的型号为台达公司生产的ASDA-A2-M，增量编码器的型号为台达公司生产的ECMA-C11010RS。

如图3所示，本发明还提供了一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置的控制方法，包括以下步骤：

S1、所述摄像机系统30获取待清洗车辆的图像信息，并将待清洗车辆的图像信息发送至主控制器10；

S2、所述主控制器10对待清洗车辆的图像信息进行处理得到待清洗车辆的外围轮廓，主控制器10存储此外围轮廓的二维坐标，并将此二维坐标转化为摄像机系统坐标系下的三维坐标；所述主控制器10根据摄像机系统坐标系下的三维坐标，转化得到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，并将待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标发送至协处理器20；

S3、所述协处理器20与机械臂电连接，协处理器20用于根据待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标来控制机械臂进行洗车；所述主控制器10中的世界坐标系与机械臂所处的世界坐标系相同。

优选的，在步骤S2中，所述主控制器10对待清洗车辆的图像信息进行预处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息的具体操作步骤包括：所述主控制器10对待清洗车辆的图像信息进行高斯滤波处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息。

优选的，在步骤S2中，所述主控制器10根据预处理后的待清洗车辆的图像信息，得到待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标的具体操作步骤包括：

所述主控制器10对预处理后的待清洗车辆的图像信息依次进行灰度化、二值化处理，得到待清洗车辆的外围轮廓，利用CANNY边缘方法检测待清洗车辆的外围轮廓，基于OPENCV视觉函数库，利用FindContours函数实现查找面积最大的外围轮廓，此面积最大的外围轮廓如图5所示，并存储此外围轮廓的二维坐标。

优选的，步骤S2中，所述主控制器10将待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标转换到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，具体操作步骤包括：

如图4所示，所述摄像机系统30包括双目摄像机，所述双目摄像机包括第一镜头和第二镜头，第一镜头和第二镜头的像平面位于同一平面，光轴严格平行，距离一定，焦距相同；第一镜头和第二镜头在同一时刻获取待清洗车辆的外围轮廓的同一个二维坐标，此同一个二维坐标即为同一特征点P，特征点P在第一镜头下的坐标为P_l＝(X_l,Y_l)，特征点P在第二镜头下的坐标为P_r＝(X_r,Y_r)，其中，Y_l＝Y_r＝Y，X_l为特征点P在第一镜头下的X轴坐标，Y_l为特征点P在第一镜头下的Y轴坐标，X_r为特征点P在第二镜头下的X轴坐标，Y_r为特征点P在第二镜头下的Y轴坐标，Y为特征点P的Y轴坐标值，得到的坐标转换公式为公式(1)：

其中，f为第一镜头和第二镜头的焦距，x_c为特征点P在双目摄像机下的X轴坐标，x_c也即摄像机系统坐标系下的X轴坐标，y_c为特征点P在双目摄像机下的Y轴坐标，y_c也即摄像机系统坐标系下的Y轴坐标，z_c为特征点P在双目摄像机下的Z轴坐标，z_c也即摄像机系统坐标系下的Z轴坐标，D为第一镜头的中心投影与第二镜头的中心投影之间的距离；

特征点P在第一镜头和第二镜头的X轴坐标之间的视差d为：d＝X_l-X_r，根据视差d得到特征点P在摄像机系统坐标系下的三维坐标为公式(2)：

根据公式(2)，得到待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标D(X_w,Y_w,Z_w,1)为公式(3)：

其中，X_w为特征点P在世界坐标系下的X轴坐标，Y_w为特征点P在世界坐标系下的Y轴坐标，Z_w为特征点P在世界坐标系下的Z轴坐标，R为旋转矩阵，N为平移矩阵，T为转置矩阵符号；

所述R由三个旋转角度确定，R＝R(α，β，γ)，α、β、γ分别是摄像机系统坐标系下的点绕摄像机坐标系x、y、z轴旋转的角度；N＝(t_x,t_y,t_z)为摄像机坐标系相对于世界坐标系的平移距离，t_x,t_y,t_z分别为摄像机系统坐标系下的点相对于摄像机坐标系原点在x、y、z轴三个方向的偏移距离。

R和N完全由摄像机系统相对于世界坐标系的位置决定，R和N也称为摄像机的外部参数，此两个外部参数在相机标定的时候确定，相机标定请参见现有技术中的标定方法，因此R和N可由现有技术中的标定方法求得。

如图5所示，将车身外围坐标从车身坐标系先转到双目摄像机所在的坐标系，进一步转化到车身外侧在世界坐标系下的坐标，实现待洗车辆、双目摄像机、控制系统和机械臂坐标系统一，控制系统得到车身的三维坐标信息。

本发明可设计多个自动洗车的控制装置，每一个自动洗车的控制装置分别应用于一个停车位。本发明不仅节约了大量的物理空间，也有利于节约人力成本，提高工作效率。

Claims (4)

1.一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置，其特征在于：包括主控制器(10)、协处理器(20)以及摄像机系统(30)，其中，

摄像机系统(30)，用于获取待清洗车辆的图像信息，并将待清洗车辆的图像信息发送至主控制器(10)；

主控制器(10)，用于对待清洗车辆的图像信息进行处理得到待清洗车辆的外围轮廓，主控制器(10)存储此外围轮廓的二维坐标，并将此二维坐标转化为摄像机系统坐标系下的三维坐标；主控制器(10)根据摄像机系统坐标系下的三维坐标，转化得到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，并将待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标发送至协处理器(20)；

协处理器(20)，其与机械臂相连接，协处理器(20)用于根据待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标来控制机械臂进行洗车；主控制器(10)中的世界坐标系与机械臂所处的世界坐标系相同；

所述控制装置还包括构成停车区域的长方形的停车位检测边线(1)，所述主控制器(10)选取长方形的停车位检测边线(1)的一个角作为世界坐标系的原点，此世界坐标系的原点也即为机械臂所处的世界坐标系的原点；主控制器(10)以世界坐标系原点为相交点的两条边中的一条为X轴方向，另一条为Y轴方向，垂直地面向上的为Z轴方向；

摄像机系统(30)处于待清洗车辆的正上方；

所述摄像机系统(30)包括双目摄像机，所述双目摄像机包括第一镜头和第二镜头，第一镜头和第二镜头的像平面位于同一平面，光轴严格平行，距离一定，焦距相同；第一镜头和第二镜头在同一时刻获取待清洗车辆的外围轮廓的同一个二维坐标；

所述主控制器(10)对待清洗车辆的图像信息进行预处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息的具体操作步骤包括：所述主控制器(10)对待清洗车辆的图像信息进行高斯滤波处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息；

所述主控制器(10)根据预处理后的待清洗车辆的图像信息，得到待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标的具体操作步骤包括：

所述主控制器(10)对预处理后的待清洗车辆的图像信息依次进行灰度化、二值化处理，得到待清洗车辆的外围轮廓，利用CANNY边缘方法检测待清洗车辆的外围轮廓，基于OPENCV视觉函数库，利用FindContours函数实现查找面积最大的外围轮廓，并存储此外围轮廓的二维坐标；

所述主控制器(10)将待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标转换到待清洗车辆的外围轮廓在世界系下的三维坐标，具体操作步骤包括：

此同一个二维坐标即为同一特征点P，特征点P在第一镜头下的坐标为P_l＝(X_l,Y_l)，特征点P在第二镜头下的坐标为P_r＝(X_r,Y_r)，其中，Y_l＝Y_r＝Y，X_l为特征点P在第一镜头下的X轴坐标，Y_l为特征点P在第一镜头下的Y轴坐标，X_r为特征点P在第二镜头下的X轴坐标，Y_r为特征点P在第二镜头下的Y轴坐标，Y为特征点P的Y轴坐标值，得到的坐标转换公式为公示(1)：

其中，f为第一镜头和第二镜头的焦距，x_c为特征点P在双目摄像机下的X轴坐标，x_c也即摄像机系统坐标系下的X轴坐标，y_c为特征点P在双目摄像机下的Y轴坐标，y_c也即摄像机系统坐标系下的Y轴坐标，z_c为特征点P在双目摄像机下的Z轴坐标，z_c也即摄像机系统坐标系下的Z轴坐标，D为第一镜头的中心投影与第二镜头的中心投影之间的距离；

特征点P在第一镜头和第二镜头的X轴坐标之间的视差d为：d＝X_l-X_r，根据视差d得到特征点P在摄像机系统坐标系下的三维坐标为公式(2)：

根据公式(2)，得到待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标D(X_w,Y_w,Z_w,1)为公式(3)：

其中，X_w为特征点P在世界坐标系下的X轴坐标，Y_w为特征点P在世界坐标系下的Y轴坐标，Z_w为特征点P在世界坐标系下的Z轴坐标，R为旋转矩阵，N为平移矩阵，T为转置矩阵符号；

所述R由三个旋转角度确定，R＝R(α,β,γ),α、β、γ分别是摄像机系统坐标系下的点绕摄像机坐标系x、y、z轴旋转的角度；N＝(t_x,t_y,t_z)为摄像机坐标系相对于世界坐标系的平移距离，t_x,t_y,t_z分别为摄像机系统坐标系下的点相对于摄像机坐标系原点在x、y、z轴三个方向的偏移距离。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括在获取待清洗车辆的图像信息时，利用光照进行图像特征增强的控制灯(40)，所述主控制器(10)与控制灯(40)之间相连接。

3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置，其特征在于：所述主控制器(10)包括DSP芯片，所述DSP芯片的型号为C6747系列芯片。

4.如权利要求1～3任意一项所述的一种基于机器视觉的自动洗车的控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述摄像机系统(30)获取待清洗车辆的图像信息，并将待清洗车辆的图像信息发送至主控制器(10)；

S2、所述主控制器(10)对待清洗车辆的图像信息进行处理得到待清洗车辆的外围轮廓，主控制器(10)存储此外围轮廓的二维坐标，并将此二维坐标转化为摄像机系统坐标系下的三维坐标；主控制器(10)根据摄像机系统坐标系下的三维坐标，转化得到待清洗车辆的外围轮廓在世界坐标系下的三维坐标，并将待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标发送至协处理器(20)；

S3、所述协处理器(20)与机械臂电连接，协处理器(20)用于根据待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标来控制机械臂进行洗车；所述主控制器(10)中的世界坐标系与机械臂所处的世界坐标系相同；

在步骤S2中，所述主控制器(10)对待清洗车辆的图像信息进行预处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息的具体操作步骤包括：所述主控制器(10)对待清洗车辆的图像信息进行高斯滤波处理，得到预处理后的待清洗车辆的图像信息；

在步骤S2中，所述主控制器(10)根据预处理后的待清洗车辆的图像信息，得到待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标的具体操作步骤包括：

所述主控制器(10)对预处理后的待清洗车辆的图像信息依次进行灰度化、二值化处理，得到待清洗车辆的外围轮廓，利用CANNY边缘方法检测待清洗车辆的外围轮廓，基于OPENCV视觉函数库，利用FindContours函数实现查找面积最大的外围轮廓，并存储此外围轮廓的二维坐标；

在步骤S2中，所述主控制器(10)将待清洗车辆的外围轮廓的二维坐标转换到待清洗车辆的外围轮廓在世界系下的三维坐标，具体操作步骤包括：

所述摄像机系统(30)包括双目摄像机，所述双目摄像机包括第一镜头和第二镜头，第一镜头和第二镜头的像平面位于同一平面，光轴严格平行，距离一定，焦距相同；第一镜头和第二镜头在同一时刻获取待清洗车辆的外围轮廓的同一个二维坐标，此同一个二维坐标即为同一特征点P，特征点P在第一镜头下的坐标为P_l＝(X_l,Y_l)，特征点P在第二镜头下的坐标为P_r＝(X_r,Y_r)，其中，Y_l＝Y_r＝Y，X_l为特征点P在第一镜头下的X轴坐标，Y_l为特征点P在第一镜头下的Y轴坐标，X_r为特征点P在第二镜头下的X轴坐标，Y_r为特征点P在第二镜头下的Y轴坐标，Y为特征点P的Y轴坐标值，得到的坐标转换公式为公示(1)：

其中，f为第一镜头和第二镜头的焦距，x_c为特征点P在双目摄像机下的X轴坐标，x_c也即摄像机系统坐标系下的X轴坐标，y_c为特征点P在双目摄像机下的Y轴坐标，y_c也即摄像机系统坐标系下的Y轴坐标，z_c为特征点P在双目摄像机下的Z轴坐标，z_c也即摄像机系统坐标系下的Z轴坐标，D为第一镜头的中心投影与第二镜头的中心投影之间的距离；

特征点P在第一镜头和第二镜头的X轴坐标之间的视差d为：d＝X_l-X_r，根据视差d得到特征点P在摄像机系统坐标系下的三维坐标为公式(2)：

根据公式(2)，得到待清洗车辆的外围轮廓的世界坐标系下的三维坐标D(X_w,Y_w,Z_w,1)为公式(3)：

其中，X_w为特征点P在世界坐标系下的X轴坐标，Y_w为特征点P在世界坐标系下的Y轴坐标，Z_w为特征点P在世界坐标系下的Z轴坐标，R为旋转矩阵，N为平移矩阵，T为转置矩阵符号；

所述R由三个旋转角度确定，R＝R(α,β,γ),α、β、γ分别是摄像机系统坐标系下的点绕摄像机坐标系x、y、z轴旋转的角度；N＝(t_x,t_y,t_z)为摄像机坐标系相对于世界坐标系的平移距离，t_x,t_y,t_z分别为摄像机系统坐标系下的点相对于摄像机坐标系原点在x、y、z轴三个方向的偏移距离。

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